GDS-projekt, rörslutsteg - slutfört

[Morello]

Eftersom att rörförsteget blev bättre än vad jag vågat hoppats på har det börjat suga ordentligt i rörslutstegstarmen, varför jag påbörjat en förstudie och preliminär schemaritning.
Jag har börjat med att fundera på utgångsrör och fastnat för 6550 (eller KT88) i prallell push/pull-konfiguration för att nå en rimlig effekt om styva 120 W per kanal.
Fördelen med dessa rör är att de nytillverkas av bland annat JJ och är därtill relativt prisbilliga.
Stråltetroderna kan, om vi bortser från direkt olämplig entaktkoppling, i huvudsak kopplas på två sätt: dels tetrodkoppling med skärmgallren till fix spänning, dels så kallad ultralinjär koppling där exempelvis 40% av anodspänningen återkopplas till skärmgallren. Två saker pekar mot UL-koppling: dels sänker UL-återkoppling THD, dels minskar utgångsimpedansen. Med tetrodkopplade slutrör krävs kopiösa mängder global återkoppling för att nå en rimlig utgångsimpedans om 100-200 mohm, vilket är lågt för ett rörslutsteg, men som jag ser det helt nödvändigt. Nackdelen med UL-koppling är att spänningssvinget på gallrena blir större än vad som varit fallet vid tetrodkoppling; drivsteget måste dimensioneras med omsorg för att kunna leverera +/- 50 V med låg THD.

Hammond saluför en traf som heter 1650 T(A), som bör passa tämligen väl!

Efter att ha studerat en större mängd scheman till kommersiella konstruktioner kan man konstatera att det ofta är på tok för hög resistans i gallerkretsen, vilket medför att vilopunkten kan driva iväg; databladet till 6550 stipulerar en resistans i gallerkretsen om maximalt 50 kohm. Med två rör parallellt har vi 25 kohm jämte rörens ingångs- och millerkapacitans att driva, vilket förstås tarvar katodföljare. I dagsläget drivs följarna av ett diffsteg baserat på ECC81/12AT7 som i sin tur drivs av ett mindre högspänt diffsteg baserat på ECC88/6922. Summa summarum nås en råförstärkning om 57 dB, vilket ger utrymme för cirka 31 dB återkoppling.



Beställt traf jämte mönsterkort:

Rydberg
KalleH (x2)
BobHallon
TordNilsson
Smile
Bellsnwhistles

[BellsnWhistles]

Detta är mer än jag vågat hoppas på, håller tummarna för en fortsättning på förstudien.
Det lutar mot en röranläggning i lyssningsrum #2 helt enkelt. Mysigt!

[Morello]

Råkade beställa rörsocklar - dom blev "gratis" från conrad då man kan nyttja Amex-poäng. Således finns ingen återvändo.

[Morello]

Detta är mer än jag vågat hoppas på, håller tummarna för en fortsättning på förstudien.
Det lutar mot en röranläggning i lyssningsrum #2 helt enkelt. Mysigt!

Precis vad jag tror detta steg kan vara lämpligt till. THD kommer absolut inte att landa på samma nivå som för försteget, men jag hoppas det skall bli hyggligt bra.

[peterh]

Jag skulle nog inte sätta 6550 rörens rörhållare på kretskort. Dels för att de bli ganska varma, dels för att det blir
stora krafter när rören plockas ur och i.

Rörhållare monterade i chassieplåt strax intill kretskortet är bättre. Men sätt gärna bias kretsar på kretskortet.

[Morello]

Jo, men det blir så mycket mer bök rent praktiskt. Man kan ju beställa 2 mm-kort för att få det litet robustare.

[peterh]

Jo, men det blir så mycket mer bök rent praktiskt. Man kan ju beställa 2 mm-kort för att få det litet robustare.

Köper jag inte, har sett för många med problem med kretshållare på kort. Det är ju inte så mycket som skall
kopplas mellan kort och hållare, resten skall ju ändå kopplas till trafons ledningar.

[Morello]

Vad har det varit för kort? FR4-substrat (tål cirka 140 C), 2 mm tjocklek med genompläterade vior tål ganska mycket misshandel innan de går sönder.

[juanth]

Detta är mer än jag vågat hoppas på, håller tummarna för en fortsättning på förstudien.

+1

[hifikg]

Spännande. Törs inte bygga själv, tyvärr, så jag hoppas få höra kombon på framtida gökar och andra sammanhang. Vem vet, någon kanske t o m säljer en färdigbyggd sats en vacker dag

[peterh]

Vad har det varit för kort? FR4-substrat (tål cirka 140 C), 2 mm tjocklek med genompläterade vior tål ganska mycket misshandel innan de går sönder.

Kan nämna Audio Research D75 som exempel. Även Dynaco SCA35 och ST35 där EL84 sitter direkt intill kortet, både kort
och närliggande komponenter lever ett hårt liv.
Slutrör bör sitta för sig själva, gärna med ventilationshål runt rörhållarna och fri ventilation uppåt.

[Morello]

Jo, men hag är hyggligt sker på alla exempel har pertinaxkort utan genompläterade vior; moderna kort tål helt andra temperaturer.

[Anders J]

Att jämföra dagens mönsterkort med originalkorten till SCA35 och ST35 är väl inte riktigt meningsfullt? Fast min SCA35, köpt i byggsats på Söderbergs på Sveavägen i slutet av 60-talet, fungerade fortfarande (med originalrör!!!) sist jag spänningssatte den. Men jag kan tänka att den behöver nya elektrolyter nu…

Man kan ju göra kretskortsmönstret s a s ”enkelsidigt dubbelsidigt”, dvs samma mönster på båda sidor, som jag gjort på delningsfilterkort kring rören där det finns gott om plats och låg ”ledardensitet”.

Men jag är absolut på och följer detta med stort intresse.

[Morello]

Jag tänker mig att kortet skall monteras vertikalt - ett kort per sida.
Det är ju ganska vanligt med AC-glödspänning. Vissa datablad stipulerar 6,3 V +/- 5% samtidigt som nätet tillåts att variera med +/- 10%. Hur noga är detta, egentligen?

[peterh]

Jag tänker mig att kortet skall monteras vertikalt - ett kort per sida.
Det är ju ganska vanligt med AC-glödspänning. Vissa datablad stipulerar 6,3 V +/- 5% samtidigt som nätet tillåts att variera med +/- 10%. Hur noga är detta, egentligen?

Inte noga. Speciellt inte om B+ och bias följer med nätspänningsvariationer.

[Morello]

Alternativet är ju annars att implementera en högeffektiv (läs med synkronlikriktning) DC/DC-omvandlare för att höja den tekniska elegansen ett hack.

[DQ-20]

Stråltetroderna kan, om vi bortser från direkt olämplig entaktkoppling, i huvudsak kopplas på två sätt: dels tetrodkoppling med skärmgallren till fix spänning, dels så kallad ultralinjär koppling där exempelvis 40% av anodspänningen återkopplas till skärmgallren. Två saker pekar mot UL-koppling: dels sänker UL-återkoppling THD, dels minskar utgångsimpedansen. Med tetrodkopplade slutrör krävs kopiösa mängder global återkoppling för att nå en rimlig utgångsimpedans om 100-200 mohm, vilket är lågt för ett rörslutsteg, men som jag ser det helt nödvändigt. Nackdelen med UL-koppling är att spänningssvinget på gallrena blir större än vad som varit fallet vid tetrodkoppling; drivsteget måste dimensioneras med omsorg för att kunna leverera +/- 50 V med låg THD.

Det är knepigt det där. Någon form av feedback runt transformatorn vill man nog gärna ha av praktiska skäl. Men vare sig Edison 12, Lectron JH-50 eller AR D-79 är UL-kopplade. De tidiga fantomerna använde ju sig endast av global feedback. Både Black och Williamson smackade på så mycket de hade. Jag vill minnas att Black var uppe runt 50 dB! Konsten att stabilisera en rörförstärkare (i båda ändarna av spektrumet) var nog viktigare än att rita själva schemat. Själv tycker jag inte att UL-kopplingar är särskilt eleganta eftersom de försöker göra en pentod till en triod, vilket ju var det vi inte ville ha... Snyggare är att föra in feedback i katodkretsen som Quad eller Audio Research (t.ex. D79). Men i "dessa tider" är det mycket lättare att hitta UL-kopplade transformatorer. De flesta har standard från Hafler (43%), några enstaka 25%. Exakt andel är inte så jättevetenskapligt utan beror mest vilken teknik man använder för lägga lindningarna. Den verkligt "ultralinjära" delen (delen på kurvan där vinsten i lägre distortion är högre än förlusten i förstärkning) är ganska liten även om Hafler gjorde stor sak av den. Den stora poängen är att det är ett enkelt sätt att koppla feedback lokalt runt transformatorn så man slipper lite global feedback. Man kan också fundera på hur låg utgångsimpedans som är eftersträvansvärt, givet att det är en rörförstärkare.

/DQ-20

[BellsnWhistles]

Man kan också fundera på hur låg utgångsimpedans som är eftersträvansvärt, givet att det är en rörförstärkare.
/DQ-20

Mmm, nu pratar vi visserligen bra med effekt här, men annars så ser jag det som att man med rörsteg måste fundera lite på vilka högtalare som skall användas, med avseende på verkningsgrad och impedanskurva.
Och gör man det så kanske inte låg utgångsimpedans är jättekritiskt, särskilt inte om det finns konstruktionslösningar som har andra företräden.

Tycker jag..... helt utan att vara förstärkarkonstruktör

[DQ-20]

Hammond saluför en traf som heter 1650 T(A), som bör passa tämligen väl!

Det gör den om man nöjer sig med 120 watt vid 30 Hz och inte 20 Hz. Om man tittar på Dynacos alltigenom rubbade konstruktion "mark VI" så är den märkt "120 Watt" med 4 x 8417. Den utgångstransformatorn som sitter i (US: 454355; JAP: 454354) är rejält bitig men jag har inte hittat någon information om den, mer än att Mercury Magnetics kan linda den och att den japanska versionen var ett par kilo tyngre (eftersom UL-patentet var blockerat). Ett monoblock Mark VI väger 25 kg, varav nättrafon ca 7 kg ... I Dynacos separata trafo-katalog finns dock modellen A-451* som är UL-kopplad med en primär på 2200 Ohm och en vikt på 10,5 kilo, dvs. dubbelt mot 1650TA, och avsedd för parallell push-pull med KT88. Den är märkt 120 W/20 Hz-20kHz men 280 W/30Hz-15kHz. 1650TA är märkt 120 W/30 Hz - 30 kHz (om någon skulle få för sig att dra 120 Watt i diskanten...). Om man får gissa, ca hälften vid 20 Hz. Den som ligger närmast till är i mitt tycke Hammond 1650WA (12,5 kg), som verkar ha dubbla primärinduktansen mot 1650TA och är märkt 280 W/30Hz-30kHz. Nu är dock inte Hammonds det sista ordet i lindningsteknik. Om man tittar på Lundahls största C-kärnor (ger transformatorer på ca 4,5 kg dvs. i paritet med 1650TA) så får man lika mycket primärinduktans och effekt som Hammond ger med dubbla vikten (1650WA). Enda problemet är att man i så fall måste specialbeställa. Lundahls normala lindningsteknik är dessutom sådan att just exakt 43% UL-uttag inte verkar helt enkelt att ordna. De varianter som finns att få som standard ligger på 25% eller 33%, dvs. lite närmare Mullards syn på ultralinjär. Men det spelar inte så stor roll.

Alltnog och medan. Nu när jag har avslöjat hur mycket oanvändbar skit jag har lagrat i huvudet genom åren så kanske jag bör komma till saken, nämligen att det är nog bra att bestämma ganska snart vad som är rimligt att eftersträva när det gäller effektbandbredden. Att gå från 30 Hz till 20 Hz vid 120 W kostar på, men vore också lite unikt. Det är lätt att det blir lite tjoflöjt i både matningar och utgångstransformator. När Johan Bernström demade sitt rörslutsteg (M-30) för LTS för ca 100 år sedan, kom IÖ dragandes med en egenbränd CD innehållande ett orgelstycke som transformerats ned en oktav (typ halvfart). "Kul" effekter uppstod i baselementen när steget matades med 8 Hz... Det kan därför vara vettigt att lägga in ett högpassfilter redan på ingången så att man inte får in grejer som ändå bara ställer till det i förstärkaren.

/DQ-20

*) När Carver gjorde prototypen till sin Silver Seven använde han 2 x A-451 som han parallellkopplade, dvs. 21 kg transformator för att koppla 7 x Push-pull KT88, givetvis utan UL. Han tyckte de fungerande så bra att han rådde den som ville bygga sina egna att prova detta.

[MartinX]

Kolla på Polska Toroidy, de erbjuder en serie som möjliggör katodåterkoppling, på hemsidan verkar de vara öppna för att linda custom transformatorer. Allt de gör är med ringkärnor.

Kretskortet kommer att hålla för temperaturen, även lågpristillverkare som Pcb-Way erbjuder kretskort med TG-150 som standard, det är en helt annan värld nu än på 80-talet, dessutom sitter kopparskiktet fast ordentligt nuförtiden.

[Morello]

Bra tips, skall kolla med polska firman och fråga om dom kan göra en specialtraf. Man kan ju även nyttja sekundärlindningarna för katodåterkoppling; det gjorde Bill Johnsson redan sent 1960-tal.

[Morello]

Exempel på katodåterkoppling på sekundären

[DQ-20]

Exempel på katodåterkoppling på sekundären

Vilket intressant exempel! Ur-Audio Researchen, dvs. en Dynaco Mk III som kretsmässigt byggts om till oigenkännlighet men som har tekniska lösningar som ARC i princip hållit kvar vid: fasvändning + diff => "cross-coupler" => pentodkopplat utgångssteg med katodåterkoppling på sekundären. Mycket senare, t.ex. i modellen VT100, använder man dock både UL-koppling + katodåterkoppling tillsammans. Trots att ARC kunde beställa sina egna transformatorer valde man att hålla fast vid katodåterkoppling via sekundären, inte via en primärlindning som hos QUAD. Utgångstrafon i Dynaco Mk III väger ca 6 kg och har den typ av klassisk sekundärlindning som gör att man man kan koppla katoderna sådär, dvs. jorda 4 ohms-tappen och gå in med katoderna på 16 ohm och den gamla jorden.


DQ-20

[peterh]

Utgångstransformatorerna har en avgörande roll för slutresultatet. Både linearitet och frekvensomfång kan bli
lidande av "sämre" egenskaper. Tyvärr är priset och vikten direkt proportionell, det finns inga gratisluncher.
Vidare bör slutsteget i sin helhet vara stabilt för alla förekommande laster , det som brukar vara
problemet är svårigheter med capacitiv last och eller varierande impedans hos högtalare. Det finns
exempel på simulerade högtalare att använda som konstlast vid konfigurering och test av slutsteg.

Men projektet är högintressant ! Följer med spänning ( > 500 Volt )

Bifogar länk till Mercury Magnetics som har en A451 kompatibel trafo ( 120w för 4 6550 rör )
https://www.mercurymagnetics.com/products/?swoof=1&filter_make=dynaco&filter_model=mark-vi&filter_product-type=output-transformer

[BellsnWhistles]

Vidare bör slutsteget i sin helhet vara stabilt för alla förekommande laster , det som brukar vara
problemet är svårigheter med capacitiv last och eller varierande impedans hos högtalare.

Är inte rörsteg generellt mindre känsliga för kraftigt kapacitiva impedanser än transistor dito (med avseende på stabilitet, kanske inte frekvensgång)?

[DQ-20]

Vidare bör slutsteget i sin helhet vara stabilt för alla förekommande laster , det som brukar vara
problemet är svårigheter med capacitiv last och eller varierande impedans hos högtalare.

Är inte rörsteg generellt mindre känsliga för kraftigt kapacitiva impedanser än transistor dito (med avseende på stabilitet, kanske inte frekvensgång)?

Det blir mer än statistisk korrelation. Samma stabilitetskriterier gäller för alla förstärkare.

/DQ-20

[Morello]

DQ20, ja visst är det ett intressant schema! Helt klart finurligt att nyttja sekundärkranarna för katodåterkoppling, men samtidgt har herr Jonhson valt på bort skärmgalleråterkopplingen (UL-kopplingen) - vad har han vunnit? Båda typerna av återkoppling får ju i praktiken ungefär samma konsekevns; lägre Zut och dito THD. Råförstärkningen minskar ju förstås med katodåterkoppling, vilket ger mindre utrymme för global återkoppling. Jag ser inte riktigt vitsen utöver att charma de som av någon anledning tycker att global återkoppling är av ondo.

[jonasp]

Vilka tekniska egenskaper fordras hos en utgångstransformator för ett rörslutsteg?

[Morello]

Vidare bör slutsteget i sin helhet vara stabilt för alla förekommande laster , det som brukar vara
problemet är svårigheter med capacitiv last och eller varierande impedans hos högtalare.

Är inte rörsteg generellt mindre känsliga för kraftigt kapacitiva impedanser än transistor dito (med avseende på stabilitet, kanske inte frekvensgång)?

Det beros ju lite på vad för rör- respektive halvledarslutsteg vi jämför, men rörslutsteg har generellt sett en högre intrinsikal utgångsimpedans, vilket naturligtvis gör de mer känsliga för kapacitiva laster.

[DQ-20]

Bifogar länk till Mercury Magnetics som har en A451 kompatibel trafo ( 120w för 4 6550 rör )
https://www.mercurymagnetics.com/products/?swoof=1&filter_make=dynaco&filter_model=mark-vi&filter_product-type=output-transformer

De är passande men BOOM!!!: Med frakt och moms: ca 11-12 lusentappar för ett stereopar! De får Hammond 1650WA att framstå som prisbilliga. Vi får nog leta vidare...

/DQ-20